本發(fā)明涉及智能控制領(lǐng)域，具體地說設(shè)涉及一種家用電器的智能控制裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著科技的進步，智能化家居已經(jīng)逐步應(yīng)用到很多家庭?，F(xiàn)有的以電腦或手機作為控制核心的智能家居控制系統(tǒng)存在以下問題，首先該系統(tǒng)是利用WIFI通信技術(shù)進行互聯(lián)，即系統(tǒng)中各個設(shè)備都需要配置有能設(shè)別WIFI信號的裝置，使各設(shè)備電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；其次WIFI通信設(shè)備是使用TCP/IP協(xié)議，需要專業(yè)人員進行安裝設(shè)計和維護，增加用戶使用成本；最后現(xiàn)在人們喜歡通過WIFI連接互聯(lián)網(wǎng)進行資源共享，而各用電設(shè)備又是24小時通過WIFI組成智能家居系統(tǒng)，容易發(fā)生通信沖突，使控制失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種家用電器的智能控制裝置及其控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種家用電器的智能控制裝置，包括控制端和受控開關(guān)，所述控制端與受控開關(guān)射頻通信連接；所述控制端包括第一單片機、第一無線射頻模塊以及用于連接外部設(shè)備與控制端的串口模塊，所述第一單片機分別與第一無線射頻模塊和串口模塊連接，所述受控開關(guān)包括第二單片機、第二無線射頻模塊以及用于控制電器形成通電回路的開關(guān)電路，所述第二單片機與第二無線射頻模塊相連，所述第二單片機的輸出端與開關(guān)電路的輸入端相連；所述第一無線射頻模塊與第二無線射頻模塊相互通信連接。

進一步，所述第一無線射頻模塊和第二無線射頻模塊分別配置有用于設(shè)置當(dāng)前通信頻道的信道寄存器，所述信道寄存器是64位寄存器。

進一步，所述第二無線射頻模塊配置有64位的地址碼。

進一步，所述開關(guān)電路包括繼電器和/或可控硅。

進一步，所述控制端還包括無線充電模塊，所述無線充電模塊與第一單片機相連，所述無線充電模塊包括電源管理芯片和將磁場能轉(zhuǎn)化為電能的充電線圈，所述電源管理芯片被配置為當(dāng)檢測到充電線圈處于供電狀態(tài)時，切斷外部設(shè)備與控制端的供電連接，當(dāng)檢測到充電線圈處于非供電狀態(tài)時，建立外部設(shè)備與控制端的供電連接。

上述一種家用電器的智能控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

a．控制端向受控開關(guān)廣播發(fā)送操作指令；

b．受控開關(guān)執(zhí)行操作指令。

進一步，所述受控開關(guān)有一個以上，所述第一無線射頻模塊和第二無線射頻模塊分別配置有用于設(shè)置當(dāng)前通信頻道的信道寄存器，所述第二無線射頻模塊設(shè)置有64位的地址碼，所述操作指令包括地址碼和控制指令。

進一步，所述步驟a之前包括以下步驟：

c．控制端和受控開關(guān)初始化，控制端配置信道寄存器，受控開關(guān)配置信道寄存器以及設(shè)置地址碼。

進一步，所述步驟a以后還包括以下步驟：

d．控制端啟動定時器；

e．若定時結(jié)束，控制端判斷是否達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，若達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，受控開關(guān)離線，本次操作完成，若沒有達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，則發(fā)送次數(shù)加1并返回步驟a；若規(guī)定時間內(nèi)完成步驟b，本次操作完成。

進一步，所述步驟b包括以下步驟：

b1．受控開關(guān)判斷所接收的地址碼是否與自身所配置的地址碼相同；

b2．如果相同，受控開關(guān)執(zhí)行控制指令，并向控制端返回狀態(tài)信息，本次操作完成；如果不相同，受控開關(guān)無需進行如何操作并返回步驟e。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用無線射頻模塊實現(xiàn)控制端與受控開關(guān)的通信連接，取代原來使用WIFI通信連接的技術(shù)，由于射頻通信所使用的通信協(xié)議屬于用戶自定義協(xié)議，簡化通信流程，本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可裝配在各種電器上，易于安裝維護，無線射頻模塊使用的射頻信號頻率與WIFI信號頻率有區(qū)別，使用時不會與WIFI聯(lián)網(wǎng)信號發(fā)生沖突，影響各自的通信質(zhì)量，同時射頻通信模塊相對于WIFI設(shè)備耗電量低，節(jié)能省電效果佳。本發(fā)明用于遠程控制電器設(shè)備。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計方案和附圖。

圖1是本發(fā)明的電路原理圖；

圖2是本發(fā)明實施例的電路原理圖；

圖3是本發(fā)明的控制流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整的描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。

參照圖1，為本發(fā)明的電路原理圖，一種家用電器的智能控制裝置，包括控制端和受控開關(guān)，所述控制端與受控開關(guān)射頻通信連接，取代現(xiàn)有智能家居系統(tǒng)中利用無線WIFI信號作為控制端與受控開關(guān)通信連接的技術(shù)手段，與TCP/IP協(xié)議相比較，射頻通信過程中無需采用如此復(fù)雜的通信協(xié)議，簡化通信流程，降低產(chǎn)品設(shè)計難度，縮短開發(fā)周期。

具體地，所述控制端包括第一單片機、第一無線射頻模塊以及用于連接外部設(shè)備與控制端的串口模塊，所述第一單片機分別與第一無線射頻模塊和串口模塊連接，所述受控開關(guān)包括第二單片機、第二無線射頻模塊以及用于控制電器形成通電回路的開關(guān)電路，所述第二單片機與第二無線射頻模塊相連，所述第二單片機的輸出端與開關(guān)電路的輸入端相連；所述第一無線射頻模塊與第二無線射頻模塊相互通信連接。

具體控制原理如下：控制端的第一單片機通過串口模塊接收來自外部設(shè)備的控制信號，經(jīng)第一無線射頻模塊調(diào)制后發(fā)送出去，第二無線射頻接收到射頻信號后進行解調(diào)并將得到的控制信號傳送到第二單片機，第二單片機根據(jù)控制信號去控制電路開關(guān)的操作，間接控制對應(yīng)的家用電器是否形成通電連接。除此以外，所述控制端和受控開關(guān)在沒有接收到對應(yīng)的控制信號時處于待機狀態(tài)，進入節(jié)能模式，節(jié)省電損耗。

通信過程中第一單片機和第二單片機可以分別控制第一無線射頻模塊和第二無線射頻模塊的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括發(fā)射狀態(tài)，待機狀態(tài)以及接收狀態(tài)。

本發(fā)明采用集成度高的硬件模塊和簡單的射頻通信協(xié)議，簡化電路結(jié)構(gòu)，便于安裝和后期維護，降低使用成本。

另一方面，本發(fā)明中所述的受控開關(guān)可以有多個，分別安裝在不同的家用電器上。

進一步，參照圖2，所述串口模塊包括USB轉(zhuǎn)串口芯片，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)串口類型自行選擇所述USB轉(zhuǎn)串口芯片型號，由于現(xiàn)在的外部設(shè)備一般都配置有USB接口，為方便本發(fā)明使用，增加USB連接通道，以便與多種外部設(shè)備配合使用。

進一步，參照圖2，所述第一無線射頻模塊和第二無線射頻模塊分別配置有用于設(shè)置當(dāng)前通信頻道的信道寄存器，所述信道寄存器是64位寄存器，通過設(shè)置所述信道寄存器可以控制第一無線射頻模塊和第二無線射頻模塊在512個通信頻道下進行通信。

具體地，配置有信道寄存器是為了設(shè)置控制端與受控開關(guān)通信時所使用的通信頻道，只有當(dāng)控制端和受控開關(guān)對應(yīng)的信道寄存器都設(shè)置為相同的內(nèi)容時，所述控制端和受控開關(guān)才能通過規(guī)定頻率的射頻信號相互通信。需要注意的是，第一無線射頻模塊的信道寄存器可以在控制過程中由第一單片機通過程序進行修改，而第二無線射頻模塊的信道寄存器則需要事先進行設(shè)定，無法在控制過程中進行修改。本發(fā)明實施例通過配置信道寄存器而改變通信過程中的通信頻道，即控制不同的電器時可以使用不同的通信頻道，使通信失效的可能性降低，同時還可以實現(xiàn)控制端與更多的受控開關(guān)通信連接。

此外現(xiàn)有的WIFI設(shè)備工作在2.4GHz和5GHz通信頻道，因此工作過程中配置所述信道寄存器時需要避開WIFI信號頻段，以免造成各設(shè)備通信沖突，影響通信質(zhì)量。

進一步，所述第二無線射頻模塊配置有64位的地址碼。

具體地，本發(fā)明實施例即使在同一通信頻道下還可以根據(jù)受控開關(guān)所配置的地址碼，實現(xiàn)控制端與不同的受控開關(guān)進行準(zhǔn)確的通信，每個受控開關(guān)配置有唯一的地址碼，通信過程中無法更改的地址碼，設(shè)置地址碼的目的與設(shè)置信道寄存器的目的相似，同樣是為了實現(xiàn)控制端與多個的受控開關(guān)進行通信連接。

進一步，參照圖2，所述開關(guān)電路包括繼電器和/或可控硅。

具體地，所述繼電器輸入端與第二單片機的輸出端相連，而繼電器的輸出端可以安裝在火線與電器之間，可根據(jù)第二單片機的輸出信號實現(xiàn)所接電器的通電連接；而可控硅則是一種電壓控制電流的受控元件，所述可控硅輸入端與第二單片機的輸出端相連，可控硅的輸出端同樣可以安裝在火線與電器之間，或者安裝在電器內(nèi)部負(fù)載的輸出端，根據(jù)輸入端的電壓值控制流經(jīng)可控硅的電流，進而控制電器的輸入電流或者控制電器內(nèi)部負(fù)載的輸出電流，進而控制電器運行功率。

進一步，參照圖2，所述控制端還包括無線充電模塊，所述無線充電模塊與第一單片機相連，所述無線充電模塊包括電源管理芯片和充電線圈，所述電源管理芯片被配置為當(dāng)檢測到充電線圈處于供電狀態(tài)時，切斷外部設(shè)備與控制端的供電連接，當(dāng)檢測到充電線圈處于非供電狀態(tài)時，建立外部設(shè)備與控制端的供電連接。

具體地，配置無線充電模塊，通過充電線圈將周圍的磁場能轉(zhuǎn)化為電能，對通信過程中控制端的各電路模塊供電；而電源管理芯片可以智能地判斷充電線圈是否處于供電狀態(tài)，并且控制外部設(shè)備與控制端的供電連接是否建立。因此配置無線充電模塊可以有效地減少使用外部設(shè)備的電量，體現(xiàn)出本發(fā)明創(chuàng)造具備高效的節(jié)能效果。

當(dāng)然所述的電源管理模塊不只限于本發(fā)明實施例所述的電路結(jié)構(gòu)，任何能完成類似功能的電路結(jié)構(gòu)均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外，為方便設(shè)計人員日后擴展本發(fā)明的功能用途，參照圖2，本實施例中控制端還設(shè)置有輸入接口，所述輸入接口與單片機的通用IO口相連，所述輸入接口可以是SPI接口（串行外設(shè)接口）或者I2C接口（兩線式串行總線）等，所述輸入接口用于實現(xiàn)第一單片機與各種配置有相關(guān)接口的設(shè)備（傳感器、觸摸板面等）通信相連。

參照圖3，為本發(fā)明的控制方法的流程圖，一種家用電器的智能控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

a．控制端向受控開關(guān)廣播發(fā)送操作指令；

b．受控開關(guān)執(zhí)行操作指令。

具體地，本發(fā)明控制端通過第一無線射頻模塊將從外部設(shè)備接收到的操作指令調(diào)制成規(guī)定頻率的射頻信號并以廣播的通訊方式發(fā)送出去，而受控開關(guān)通過第二無線射頻模塊對接收到的射頻信號進行解調(diào)，得到操作指令，最后受控開關(guān)判斷是否需要執(zhí)行所述操作指令的內(nèi)容。所述控制端與受控開關(guān)射頻通信連接，無需依靠WiFi設(shè)備，使用自定義通信協(xié)議，簡化通信流程，降低開發(fā)難度。

進一步，所述受控開關(guān)有一個以上，所述第一無線射頻模塊和第二無線射頻模塊分別配置有用于設(shè)置當(dāng)前通信頻道的信道寄存器，所述第二無線射頻模塊設(shè)置有64位的地址碼，所述操作指令包括地址碼和控制指令。

由于用戶家里一般都具備多個家用電器，所以本發(fā)明中受控開關(guān)配置有多個，分別安裝在不同的電器上，實現(xiàn)控制端對多個電器的控制；配置信道寄存器用于設(shè)置當(dāng)前的通信頻道，即設(shè)置通信射頻信號頻率，只有當(dāng)?shù)谝粺o線射頻模塊與第二無線射頻模塊所配置的信道寄存器內(nèi)容一致時，才允許相互通信；所述受控開關(guān)設(shè)置有64位地址碼，所述地址碼相當(dāng)于受控開關(guān)的身份證明，每個受控開關(guān)配置有唯一的地址碼；所述操作指令包括地址碼和控制指令，發(fā)送地址碼目的在于保證控制端與該地址碼對應(yīng)的受控開關(guān)建立實時的，唯一的通信連接，所述控制指令可以是控制電器啟動或關(guān)閉的指令，也可以是調(diào)整電器運行功率的指令。

進一步，所述步驟a之前包括以下步驟：

c．控制端和受控開關(guān)初始化，控制端配置信道寄存器，受控開關(guān)配置信道寄存器以及設(shè)置地址碼。

具體地，本發(fā)明在每次通信前，所述控制端需要配置第一無線射頻模塊中信道寄存器的內(nèi)容，而受控開關(guān)則只能在裝置上電后設(shè)置地址碼和第二無線射頻模塊的信道寄存器。

進一步，所述步驟a以后還包括以下步驟：

d．控制端啟動定時器；

e．若定時結(jié)束，控制端判斷是否達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，若達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，受控開關(guān)離線，本次操作完成，若沒有達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，則當(dāng)前發(fā)送次數(shù)加1并返回步驟a；若規(guī)定時間內(nèi)完成步驟b，本次操作完成。

具體地，所述步驟d和步驟e其實是一種操作指令補發(fā)機制，當(dāng)控制端發(fā)送操作指令后啟動定時，若定時結(jié)束前沒有收到受控開關(guān)返回的狀態(tài)信息，控制端重新發(fā)送操作指令，當(dāng)然控制端不可能無限循環(huán)發(fā)送，所以設(shè)置的一個發(fā)送次數(shù)，當(dāng)發(fā)送的次數(shù)已經(jīng)達到規(guī)定時，控制端向外部設(shè)備發(fā)送受控開關(guān)處于離線狀態(tài)的信息。當(dāng)收到受控開關(guān)離線狀態(tài)信息時，技術(shù)人員需要對裝置的硬件和軟件程序進行故障排查和維修。

進一步，所述步驟b包括以下步驟：

b1．受控開關(guān)判斷所接收的地址碼是否與自身所配置的地址碼相同；

b2．如果相同，受控開關(guān)執(zhí)行控制指令，并向控制端返回狀態(tài)信息，本操作完成；如果不相同，受控開關(guān)無需進行如何操作并返回步驟e。

具體地，同一通信頻道下多個受控開關(guān)接收并解調(diào)射頻信號得到操作指令，將操作指令中的地址碼與自身所配置的地址碼進行比較，若相同，則受控開關(guān)完成控制指令對應(yīng)的內(nèi)容并返回對應(yīng)電器的狀態(tài)信息，例如電器處于啟動或者關(guān)閉狀態(tài)等；若不同，則無需進行任何操作，返回步驟e。

參照圖3，本發(fā)明實施例控制方法具體的流程如下：

步驟A01：控制端和受控開關(guān)上電初始化，配置相關(guān)的信道寄存器和地址碼；

步驟A02：控制端向各個受控開關(guān)廣播發(fā)送地址碼和控制指令；

步驟A03：控制端啟動定時；

步驟A04：若定時結(jié)束，執(zhí)行步驟A07，若規(guī)定時間內(nèi)完成步驟A05以及步驟A06，完成本次操作；

步驟A05：受控開關(guān)判斷接收到的地址碼與自身地址碼是否一致，若是，執(zhí)行步驟A06，若不一致，受控開關(guān)無需執(zhí)行任何操作，返回步驟A04；

步驟A06：受控開關(guān)完成控制指令內(nèi)容并返回電器狀態(tài)信息；

步驟A07：控制端判斷是否達到規(guī)定的發(fā)送次數(shù)，如果是，控制端向外部設(shè)備發(fā)送受控開關(guān)離線信息；如果沒有達到規(guī)定發(fā)送次數(shù)，則當(dāng)前發(fā)送次數(shù)加1，并返回到步驟A02。

以上對本發(fā)明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。